광주과기원출신 노용영 박사

세계 최소형, 최고성능 유기물 트랜지스터제작

휘어지는 디스플레이 등 상용화에 큰 진전 기대

세계에서 가장 작으면서도 기존의 성능을 100배 이상 향상시킨 최고 속도의 유기물 박막 트랜지스터를 잉크젯 방법으로 제작할 수 있는 기술이 국내 토종 박사에 의해서 개발됐다.  

이번 연구 성과는 고성능 트랜지스터를 요구하는 휘어지는 컬러 디스플레이나 플라스틱 전파식별(RFID)칩의 조기상용화에 중요한 전기를 마련한 것으로 전문가들은 평가하고 있다. 또 관련 고해상 잉크젯 공정 기술은 앞으로 나노크기의 기판회로 제조 등과 같은 다양한 나노패터닝 분야에 응용될 것으로 기대를 모으고 있다. 

광주과학기술원(GIST, 원장직대 문승현)에 따르면 신소재공학과를 졸업하고 영국 캠브리지대(University of Cambridge) 캐빈디쉬 연구소(Cavendish Laboratory)에서 박사후 연구원으로 재직하고 있는 노용영(魯容泳, 33) 박사가 용액상태의 금 나노 입자잉크와 유기물 반도체에 잉크젯 기법을 적용해 200 나노의 채널길이를 갖는 세계에서 가장 작은 트랜지스터를 개발했다. 노 박사가 제1저자로 참여한 이 연구결과는 네이처 자매지인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology) 18일자 온라인으로 게재됐다.  

* 논문제목 : 잉크젯기법으로 제작된 나노사이즈의 고분자 트랜지스터 개발

                  (Downscaling of self-aligned, all-printed polymer thin-film transistors)

* 웹주소 : http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/abs/nnano.2007.365.html

유기물 박막 트랜지스터는 용액상태로 저온에서 제작이 가능하므로 기존의 딱딱한 기판이 아닌 플라스틱 위에 값싸게 소자를 제작할 수 있는 기술이다. 따라서 상용화가 될 경우 두루마리처럼 말거나 쉽게 구부릴 수 있는 전자책이나, 디스플레이 및 플라스틱 전파식별(RFID)칩 등에 응용될 수 있다.  

특히, 노 박사의 연구가 높이 평가된 것은 기존의 잉크젯 프린팅 공정기술이 갖고 있는 단점인 (수십 마이크로 수준에 불과한) 낮은 해상도 문제점을 극복했다는 점이다. 지금까지 잉크젯 프린팅 공정기술을 통한 전자소자의 개발은 제작비가 저렴하다는 장점에도 불구하고 낮은 해상도로 인한 고집적화의 어려움 때문에 상용화가 어려울 것으로 인식돼 왔다.  

노 박사는 이번 연구에서 금 나노입자를 잉크로 활용해, 최소 50 나노까지의 해상도를 지닌 패터닝 기술을 개발, 이를 유기물 트랜지스터에 적용해 세계에서 가장 작으면서도 최고 성능의 트랜지스터를 개발했다. 노 박사가 발표한 트랜지스터는 1.6 Mhz의 스위칭 속도를 나타내 기존의 성능을 100배 이상 향상시켰으며, 현재까지 잉크젯 공정으로 제작된 유기물 트랜지스터 중 최고의 속도를 기록했다.  

한편 노 박사는 2005년 8월 광주과학기술원 신소재공학과에서 석, 박사학위 (지도교수 김동유)를 취득하고 2005년 9월부터 영국 캠브리지대 캐빈디쉬 연구소에서 박사후 연구원으로 근무하고 있다. 노 박사는 박사과정 재학시절에도 20편 이상의 SCI급 국제논문을 발표하는 등 뛰어난 연구실적을 보인 바 있다. <홍보협력팀, 2007.11.21>

<사진1: 연구팀이 개발한 유기물 트랜지스터 구조>

<사진2: 관련 기술의 기술이전을 통해 영국의 Plastic Logics 회사가 개발한 휘어지는 전자종이(e-paper)>


<언론보도 현황>
-전자신문, 매일경제, 조선일보, 중앙일보, 연합뉴스, 뉴시스, 아시아경제
-광주일보, 전남일보, 전남매일, 무등일보, 광주매일신문, 남도일보, 광남일보 
-나노위클리 2007.11.30 제255호 국내동향